胶粉改性沥青黏度影响因素及预估模型研究

废橡胶轮胎的再生利用是一个全球性问题,将胶粉颗粒制作成为胶粉改性沥青(CRMA)是一种节能而又环保的有效途径。在不同条件下制备CRMA,并进行旋转黏度测试,分析了制备方式、处理温度、胶粉粒径、处理时间以及胶粉掺量对CRMA黏度的影响,并在影响因素分析的基础上建立了CRMA黏度预估模型。结果表明,采用高速搅拌的制备方式,CRMA的黏度(η)与处理温度(T)和胶粉目数(D)都呈二次幂函数关系变化,与胶粉掺量(R)呈指数关系增加,而与搅拌时间的关系不显著;回归分析得到的CRMA黏度预估模型具有较高的拟合精度,可以为CRMA的生产工艺优化提供参考。     

微波辐射废胶粉改性沥青及混合料性能研究

采用微波辐射的方法对废胶粉表面进行改性活化,用高速剪切工艺在实验室制备了废胶粉改性沥青,基质沥青为泰州中海70号,废胶粉是由南通生产的80目(约0.3 mm),废胶粉掺量为15%。基于包括沥青常规三大指标试验、美国SHRP动态剪切流变试验、弯曲梁流变试验以及热存储稳定性试验等方法,对比分析了微波辐射废胶粉改性沥青和普通废胶粉改性沥青的性能;同时利用沥青混合料常规试验方法,研究了两种改性沥青混合料的路用性能。结果表明,微波辐射废胶粉改性沥青的高温性能、低温性能、抗老化性能和存储稳定性能均好于普通废胶粉改性沥青;微波辐射废胶粉改性沥青混合料的高温稳定性能、水稳定性能均好于普通废胶粉改性沥青混合料。     

聚合物改性沥青及混合料高低温性能试验研究

胶粉改性沥青（CRMA）是将一定比例的废旧橡胶轮胎粉末加入基质沥青中而制成的一种高性能改性沥青。利用扫描电镜（SEM）对比观察了CRMA和SBS改性沥青及其混合料的外观形貌,发现橡胶粉及SBS改性剂都与沥青融合性良好,混合料中石料与CRMA沥青界面粘结性更好;通过动态剪切流变试验,得到温度和荷载作用频率对两种改性沥青流变性能的影响规律,证明CRMA具有更好的温度稳定性、低温变形能力和抗高温性能;通过小梁弯曲蠕变试验,研究了配合比相同的两种沥青混合料在-15、0、15、30和45℃5种温度下的流变特性,得到不同温度下的弯曲蠕变速率对比曲线,发现CRMA混合料比SBS改性沥青混合料具有更好的高、低温性能;通过对45℃下两种沥青混合料进行三轴压缩蠕变试验,证明CRMA沥青混合料具有更好的抗高温变形特性。     

胶粉/废机油复合改性沥青的制备及高温流变性能优化

研究主要目的是将胶粉和废机油这两种汽车工业废料用于道路工程中,开发一种可持续环保的沥青胶结料。首先,采用中心组合设计方法进行试验设计,确定制备胶粉/废机油复合改性沥青制备参数;其次,开展旋转黏度、动态剪切流变试验、多重应力蠕变试验评价不同制备工艺条件下复合改性沥青高温流变性能。结果表明在胶粉改性沥青中掺入5%～10%废机油有利于增加胶粉改性沥青的流动性。采用中心组合设计方法确定的废机油掺量、拌合温度、拌合时间最佳参数分别为5%、160℃、20 min。与胶粉改性沥青相比,优化后复合改性沥青的黏度降低了27.1%,其流动性和可泵性提高。与基质沥青相比,优化后复合改性沥青的58℃未老化车辙因子和老化车辙因子均高出了约54%。     

蒙脱土/废胶粉复合改性沥青的老化性能研究

废胶粉用于沥青改性,不仅可以减少沥青的消耗量,而且可以改善沥青的性能,是解决废旧轮胎的有效途径之一。但是废胶粉改性沥青也存在一些不足,比如废胶粉改性沥青容易产生离析现象,改善效果不明显等,限制了废胶粉改性沥青的应用。蒙脱土属层状硅酸盐,具有良好的热稳定性、阻隔性能,可有效的改善废胶粉改性沥青的相容性,从而提高废胶粉改性沥青的路用性能。本研究采用物理共混法制备了蒙脱土/废胶粉复合改性沥青,通过薄膜烘箱加热试验(TFOT)、室内加速紫外老化试验(UV)、动态剪切流变试验(DSR)对复合改性沥青的抗老化性能和流变性能进行了研究。薄膜烘箱加热试验和室内加速紫外老化试验表明,有机蒙脱土(OMMT)的掺入对沥青的抗热氧老化和抗紫外老化性能都具有较好的改善作用,且随着OMMT掺量的增加,抗老化性能越好。流变实验结果表明,随着OMMT掺量的增加,废胶粉改性沥青的复合模量(G*)增大,相位角(δ)先增大后减小。对比掺入天然蒙脱土和OMMT的废胶粉改性沥青,研究发现天然蒙脱土改性效果要比OMMT改善效果差。     

时温作用下溶解性胶粉改性沥青流变性能研究

通过离析试验、黏度试验、动态剪切流变(DSR)时间扫描试验和多应力蠕变回复(MSCR)试验、弯曲梁蠕变劲度(BBR)试验评价时温作用下沥青的流变性能。结果表明:脱硫降解后,胶粉改性沥青黏度降低,存贮稳定性改善,低温流变性质依然优于4.5%SBS改性沥青,但高温流变性能下降; 260℃、6 h是溶解性胶粉改性沥青制备过程中脱硫降解反应主导向老化反应主导过渡的临界条件,实现了当前研究条件下的充分脱硫降解状态。     

岩沥青-丁苯橡胶复合改性沥青路用性能研究

为了在不影响岩沥青(BRA)高温性能和抗老化性能的基础上改善其低温性能,该文拟使用丁苯橡胶(SBR)与BRA对基质沥青进行复合改性。通过向BRA改性沥青中添加不同类型(胶粉和胶乳)和掺量(0、2%、4%、6%、8%)的SBR制备复合改性沥青。采用低温弯曲梁试验(BBR)评价复合改性沥青的低温性能,同时根据TFOT和PAV试验方法对复合改性沥青进行老化处理,并通过对比复合改性沥青老化前后旋转黏度试验(RV)和动态剪切流变试验(DSR)的试验结果揭示两种复合改性沥青的抗老化性能。研究结果表明:就低温性能而言,SBR胶乳的改性效果优于SBR胶粉。BRA改性沥青优异的高温性能几乎不受SBR胶乳的影响,但当其掺量达到或超过6%时表现为抗车辙性能的降低,且降低了沥青胶结料的抗老化性能。综合各项路用性能指标,建议SBR胶乳/胶粉的掺量为4%?6%。     

脱硫胶粉改性沥青性能的研究

采用低温高剪切工艺制备了胶粉改性沥青,对比分析了脱硫胶粉和硫化胶粉改性沥青的基本路用性能,研究了相容剂对脱硫胶粉改性沥青性能的影响。结果表明:随着脱硫胶粉用量的增加,改性沥青的软化点升高,25℃针入度减小,5℃延度提高,165℃黏度增大。脱硫胶粉改性沥青较硫化胶粉改性沥青具有更好的低温性能。相容剂的加入增强了脱硫胶粉与沥青的相互作用,提高了改性沥青的性能。     

添加剂对胶粉改性沥青性能的影响规律研究

为了探究多聚磷酸、马来酸酐和硫磺3种添加剂对胶粉改性沥青性能的影响规律,制备了各添加剂在不同掺量时的胶粉改性沥青,通过试验测定其25 ℃针入度、软化点、5 ℃延度、25 ℃弹性恢复率、135 ℃运动黏度和存储稳定性能,确定了各添加剂的最优掺量,并借助动态剪切流变试验,对比评价了各添加剂在其最优掺量下胶粉改性沥青的高温流变性能和抗短期老化性能。     

废胶粉改性沥青的性能研究及增塑剂对改性沥青的性能影响

采用高剪切工艺,制备废胶粉改性沥青,分析了胶粉添加量对改性沥青性能的影响。研究了添加增塑剂对改性沥青性能的影响以及不同增塑剂使用量对性能的改性效果。结果表明:随着废胶粉用量的增加,高温粘度和软化点均有提高,加入量20%时低温延度达到峰值。添加增塑剂的胶粉改性沥青较未添加增塑剂的改性沥青具有更好的低温性能。增塑剂的加入增强了废胶粉与沥青的相互作用,废胶粉在沥青中的分散程度得到改善,提高了废胶粉改性沥青的路用性能。     

胶粉细度及掺量对温拌改性沥青流变性能影响分析

为改善沥青的路用性能和发展绿色环保型路面材料,制备温拌胶粉改性沥青,应用动态剪切流变试验( DSR)和低温弯曲梁流变试验( BBR),全面系统研究胶粉细度及掺量对温拌改性沥青的高温流变性能和低温流变性能的影响规律。试验结果表明：温拌改性沥青的高温稳定性能随着胶粉细度的减小和胶粉掺量的增加而逐渐提高;沥青的低温流变性能随着胶粉细度的增大和胶粉掺量的增加而不断改善。     

掺活化剂的胶粉改性沥青及其混合料性能与评价指标研究

采用湿法工艺制备了不同目数、不同掺量的胶粉改性沥青,利用常规指标、SHRP流变指标分析了胶粉改性沥青的高温、低温及疲劳性能的变化规律;在最佳胶粉掺量下,探讨了活化剂掺量对胶粉改性沥青混合料性能的影响,并将胶粉改性沥青与其对应混合料的高温、低温、疲劳性能的相关性进行回归分析。结果表明:综合考虑胶粉改性沥青的性能及经济性,3种目数的胶粉最佳掺量为18%;在沥青中掺加胶粉可以改善沥青及其混合料的高温、低温及疲劳性能,掺加活化剂后改善效果更为明显,且在4%活化剂掺量下混合料各项性能最优;推荐AR型车辙因子、延度、疲劳因子分别作为胶粉改性沥青高温、低温、疲劳性能评价指标,推荐DS、破坏应变、K值分别作为胶粉改性沥青混合料高温、低温、疲劳性能评价指标。     

胶粉与RET复合SBS改性沥青老化前后流变特性及其混合料性能研究

为了改善高海拔寒冷地区沥青路面的耐久性能,采用自制的"紫外光与热老化模拟老化环境箱"进行室内加速老化试验,模拟紫外光与热耦合作用对高原高海拔地区沥青路面的老化作用,基于延度、软化点、弹性恢复率、DSR、BBR试验和车辙、低温弯曲、冻融劈裂及四点弯曲疲劳试验研究了胶粉与RET复合SBS改性沥青老化前后流变特性及其混合料路用性能。试验结果表明:随着胶粉、RET掺量增大,复合改性沥青老化后的低温性能提高,相较于SBS改性沥青,胶粉与RET复合SBS改性沥青具有优良的抗紫外光与抗老化性能;掺加RET可显著提高低剂量SBS改性沥青及其混合料的高温性能,但是RET对胶粉、SBS改性沥青低温性能提高幅度不大,甚至有负面影响,建议采用胶粉、SBS与RET或胶粉与RET复合SBS改性方案以提高RET改性沥青混合料的低温性能;相较于SBS改性沥青和SBS与胶粉复合改性沥青,胶粉与RET复合SBS改性沥青具有优良的抗疲劳性能,对于高原高海拔强紫外光辐射地区可优先采用胶粉与RET复合改性沥青或胶粉与RET复合SBS改性沥青。工程实践证明,胶粉与RET复合SBS改性沥青能够改善路面抗车辙性能、提高路面水损害及抗裂性能,其老化前后的抗裂性能优于SBS改性沥青,采用胶粉与RET复合SBS改性沥青混合料延长了高海拔寒冷地区沥青混凝土道路的使用寿命。     

废轮胎胎面胶粉改性沥青性能研究

通过对沥青基本性能和动态剪切流变性能的测试,分析研究了一种50目废轮胎胎面胶粉改性沥青的工艺参数和性能指标。研究表明,这种胶粉具有较好的高低温性能和高温存储稳定性,常规性能指标高于一些项目标准,路用性能等级能达到PG76。随着胶粉掺量的增加,沥青的软化点、延度、老化延度、弹性恢复、粘度、DSR值都呈上升变化趋势,此种胶粉掺量16%左右为宜;添加少量SBS的胶粉/SBS复合改性沥青较胶粉改性沥青具有更好的低温性能和高温抗车辙性能,老化后5℃的延度有明显的提高,路用性能等级能达到PG82。     

基于老化程度的SBS复合改性沥青低温流变性能分析

为研究温度与老化程度对SBS复合红油增塑剂及C9石油树脂改性沥青低温流变性能的影响,采用弯曲梁流变试验(BBR)对3种老化程度条件下的SBS复合改性沥青低温流变性能进行研究,并与基质沥青和SBS改性沥青进行对比分析。研究表明,掺加增塑剂的SBS改性沥青低温性能优于其他沥青,但随温度下降及老化程度加深增塑剂对其改性沥青低温性能改善作用明显下降;掺加石油树脂的SBS改性沥青低温性能最差,但可以改善其改性沥青抗老化性能。通过松弛弹性模量主曲线方法分析可知,老化程度是影响沥青应力松弛能力的主要因素,因此建议通过减缓沥青老化程度的方法来延长其使用寿命。     

表面氧化胶粉-纳米SiO2复合改性沥青性能研究

针对Terminal Blend(TB)胶粉改性沥青高温性能不足,且存储稳定性仍不符合我国聚合物改性沥青要求,采用纳米SiO2对TB胶粉改性沥青进行了复合改性,采用过氧化氢(H2O2)和次氯酸钠(NaClO)溶液分别对胶粉进行了表面氧化改性,制备了氧化胶粉-纳米SiO2复合改性沥青.利用改性沥青的物理性能确定了2种氧化...     

废胶粉改性沥青存储稳定性研究

采用高速剪切工艺在试验室制备了废胶粉改性沥青,基质沥青为泰州中海70#,废胶粉为南通橡胶厂提供的80目胶粉。聚合物改性沥青的储存稳定性能常规的评价是采用沥青离析试验方法。利用荧光显微照相技术和红外光谱法的现代测试手段对废胶粉改性沥青进行微观结构分析,从而揭示废胶粉改性沥青储存稳定性能。分析结果表明:废胶粉改性沥青虽然提高了沥青的性能,但其存储稳定性相应较差。废胶粉掺量越大,基质沥青中游离的废胶粉增加,致使离析变大。     

石墨烯对SBS改性沥青流变性能的影响研究

采用熔融共混法制备了石墨烯/SBS改性沥青(GSMB),研究了石墨烯对SBS改性沥青压力老化(PAV)前后动态剪切流变性能的影响，并利用红外光谱(FTIR)分析了GSMB老化前后化学结构的变化。结果表明：石墨烯提高了SBS改性沥青的复数剪切模量，降低了相位角，增强了SBS改性沥青的抗永久形变能力；相比SBS改性沥青，GSMB在PAV老化后的复数剪切模量老化指数明显降低；FTIR显示SBS改性沥青老化后的羰基指数变化率、亚砜基指数变化率和碳碳双键指数变化率均随石墨烯掺量增加而减小，表明石墨烯能够有效改善SBS改性沥青的耐老化性能。     

废胶粉复合改性沥青制备与性能研究

以剪切速率、剪切温度、剪切时间和发育时间为影响因素进行正交试验,以软化点、延度、软化点差和弹性恢复作为评价指标进行极差分析,研究不同工艺参数对废胶粉复合改性沥青性能的影响,推荐废胶粉复合改性沥青的制备工艺为剪切速度5 000 r/min、剪切温度185℃、剪切时间30 min、发育时间50 min;采用上述工艺参数制备废胶粉复合改性沥青与普通胶粉改性沥青和SBS改性沥青进行性能对比试验,结果表明,废胶粉复合改性沥青的高低温流变性能更好,储存稳定性也得到较大改善,能满足高温多雨地区对沥青胶结料的性能要求和工厂化生产的要求。     

基于DIC技术的老化作用下温拌胶粉改性沥青胶浆低温抗裂性能研究

沥青胶浆对沥青混合料性能具有重要影响。为研究热氧老化作用对温拌胶粉改性沥青胶浆（WCRM）低温抗裂性能的影响，以热拌胶粉改性沥青胶浆（HCRM）作为对比试件，采用数字图像相关（DIC）技术对单边切口弯曲梁试验（SENB）中2种试件的开裂全过程进行图像采集，利用Vic-3D软件计算加载过程中试件的水平应变，从宏细观相结合的角度定量分析沥青胶浆的抗裂性能。对比分析沥青胶浆的荷载-位移（L-D）曲线和水平应变-时间（E_xx-t）曲线，通过在细观尺度下胶粉改性沥青胶浆裂纹萌生和发展的规律来解释沥青胶浆宏观力学行为。通过弯曲梁流变试验（BBR）分析老化前后WCRM和HCRM的低温流变性能，并对沥青胶浆低温性能评价指标进行相关性分析。结果表明：随热氧老化程度的加深，HCRM和WCRM的水平应变密度D_E值（细观层面）和临界断裂韧度J_IC值（宏观层面）均减小，证明热氧老化会降低2种胶粉改性沥青胶浆的抗裂性能；相同条件下，WCRM的D_E值和J_IC值均大于HCRM，即与HCRM相比，WCRM具有更好的抗开裂和抗老化性能；在沥青胶浆开裂过程中，微裂纹形成时的荷载、峰值荷载及最大水平应变对应荷载并非同一荷载值；老化后，2种胶粉改性沥青胶浆的低温流变性能降低，同一条件下，WCRM具有更加优异的低温流变性能；沥青胶浆低温流变参数（S/m）与宏细观开裂指标（J_IC，D_E）均具有较好的相关性，即将DIC技术应用到SENB试验来分析老化作用及温拌剂对胶粉改性沥青胶浆宏细观开裂特性的影响具有较好的可靠性。